在订户同意情况下的动态dsl线路带宽管理的制作方法

专利名称：在订户同意情况下的动态dsl线路带宽管理的制作方法
技术领域：
本发明涉及带宽管理领域。尤其是，本发明的实施例涉及在用户同意的情况下对数字订户线路(DSL)带宽的管理。
背景技术：
DSL网络通信是目前的家庭和办公中的一个重要部分。除了提供传统上与常规计算机相关联的服务(例如电子邮件或互联网访问)之外，DSL服务目前还提供许多其他服务，例如交互式节目引导、观看点播视频、互联网语音传输(VoIP)以及电视节目的广播视频。在对于网络的需求越来越多的情况下，服务提供商需要将对于越来越多的数据流的需求与有限的网络资源容量进行平衡。带宽通常指的是可以为数据流、通信流或信息传播而提供的一个或多个网络资源或数据路径，在确定DSL网络的成功性和有效性方面是一个关键的因素。分配带宽的能力对于有效的网络以及对于确保网络资源不受到过重负荷都是关键的。如果没有得到合适的分配，则系统会负担过重，并可能难以向终端用户提供所承诺的容量，或者对与通信协议相关联的服务和特性造成不利影响。对于网络负担过重的最迅速解决方案是确保网络上所用的每项服务都专用总带宽中足以满足该服务需求的一部分。但是，以此方式专用带宽带来了效率方面的问题。由于服务不是被均等地使用的，有些服务比其他服务更多地被使用，所以专用于当前并未使用的服务的带宽被浪费了。最终，由于这种未用的带宽，只有更少的终端用户或订户能够利用网络，使得能够使用该网络的用户的成本提高。例如，通过DSL订阅了电视服务的订户可能在白天根本不使用电视，但在晚上使用全部的可用带宽。银行可能在白天使用全部的可用带宽，但在晚上显著减少使用。在这些未用时段，分配给电视观看者或银行业者的带宽能够由其他订户使用。网络工程师们目前渴望通过逼近恰好适应全部用户的最小必需带宽，来使效率尽可能高。对用户或服务进行分组或分类常常难以考虑到给定系统中终端用户的具体需求。因此，需要一种在DSL订户网络中对用于各种服务的带宽进行分配的方法，能够在尽可能减小对于网络未充分使用和网络负担过重的担心的同时，能够顾及正常服务和峰值使用时段。

发明内容
为了改善服务，希望有一种方法，在DSL订户网络中分配带宽以保证在正常业务时段有效地传输信息，并使得在需要更多带宽用于关键服务的时候终端用户能够将不太关键的服务挂起。在一种实施例中，路由器/网关(RG)使用缺省和关键规则将带宽分配给DSL订户网络中的各种设备。当一项服务需要比缺省或关键规则中提供的带宽之外的带宽时，终端用户可以从该RG请求额外带宽。专用于被该终端用户认为不太关键的服务的带宽可以被重新分配给需要额外带宽的服务。在相关联的服务完成时，RG根据缺省和关键规则来重新
5分配带宽。更多的优点将在下面的说明中部分地阐述，或者可以通过实践而得知。这些优点通过所附权利要求中具体指出的要素和组合来实现和获得。应当明白，上文的概括描述和下文的详细说明都是示例，仅仅是说明性的，而不是权利要求那样限制性的。


附图并非按比例绘制的，它们被包含在这份说明书中并构成其一部分，图示了多种实施例，并与说明书一起用来对这些方法和系统的原理进行解释图1图示了具有三个单独订户的DSL订户系统的实施例；图2图示了一个DSL订户系统的实施例；图3a图示了图2的DSL订户系统的带宽管理需求的实施例以及可能的网络负担过重；图北图示了低效网络的实施例；图3c图示了根据本发明的一个方面的带宽重新分配的实施例；图4图示的示例性流程图描述了根据一种实施例，与由带宽分配系统所使用的逻辑相关联的步骤。
具体实施例方式在公开和描述这里的方法和系统之前应当明白，这些方法和系统不限于具体的综合方法、具体部件或特定组成要素，因为这些内容当然可以是各种各样的。还应当明白，本申请中所用的术语仅仅是为了描述特定的实施例，而不应认为是限制性的。在说明书及所附权利要求中，单数形式的“一个”、“一”、“该”也包含多个指代物的情形，除非上下文有明确的相反表述。在本申请中，范围可以表示成从“大约”一个具体值和/或到“大约”另一个具体值的形式。在表示这样的范围时，其他实施例包括从这一个具体值和/或到该另一个具体值。类似地，在使用先行词“大约”将数值表述为近似值时，应当明白，该具体数值也形成一个实施例。还应当明白，各个范围的端点不仅相对于另一端点有意义，而且独立于该另一端点也有意义。“可选的”或“可选地”意味着随后描述的事件或情况可以发生，也可以不发生，并意味着说明书中既包含发生了该事件或情况的情形，也包含不发生该事件或情况的情形。“示例性”意味着“例子”，不应认为传递了理想实施例或优选实施例的含义。通过参考下文对于优选实施例的详细说明以及其中包含的示例，并参考附图以及它们之前和之后的描述，可以更容易地理解这些方法和系统。可以在DSL订户网络系统的环境中来理解根据本发明的实施例，其中，订户可以从未充分使用的服务向需要比正常所分配的带宽更多带宽的服务暂时地重新分配带宽。根据本发明的实施例，系统能够以软件的形式实现并包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。该软件可以驻留在RG中，并能够通过联网到该RG的其他设备而被访问。例如， 订户可以通过机顶盒(STB)、计算机或附接到该网络并能够向该RG和从该RG发送和接收指令的任何设备来访问该软件。在一种实施例中，订户可以通过用户接口(UI)向该系统发送指令和从该系统接收指令。这种UI可以是软件系统的一部分，并可以驻留在该RG中。订户可以通过向该RG 发送请求来从STB或计算机访问该UI。通过该UI，RG列出具有可用于重新分配的带宽的那些服务。利用该列表，通过GUI，订户可以请求减小具体服务的带宽，并请求将新的可用带宽分配给由订户指定的具体服务。图1图示了 DSL订户系统的简化非限制性示例。在该示例中，服务提供商200向多个订户300、400、500提供多个服务。每个订户300、400、500通过RG访问广域网(WAN) 100。 每个RG因而将这些服务分发给附接到其LAN的各个设备。图2图示了一个DSL订户系统的简化非限制性示例。在该实施例中，在发起时，RG 510可以根据缺省的和关键的带宽规则向附接到其LAN 500的设备520、530、M0、550指派带宽。在一种实施例中，缺省的和关键的带宽规则包括由服务提供商200向RG 510发送的信息，该信息与正被提供的订户服务和对于各个服务的可用资源有关。在另一种实施例中，缺省的和关键的规则可以根据从服务提供商接收的信息与来自个体订户设备520、530、 540,550的信息相结合而创建。在上述任一情况下，缺省规则通常顾及订户设备520、530、 540,550的正常服务操作的最小所需带宽。在一种实施例中，关键带宽规则包括对于网络或订户的功能而言关键的、不可减小的带宽分配。例如，关键带宽可以与下述项有关用于 VoIP的服务、紧急服务、或者在订户520、530、540、550与RG 510之间保持通信路径完整性所需的网络管理功能。图3a图示了将缺省带宽规则用于图2所示系统的带宽分配的非限制性简化示例。 在这种实施例中，服务提供商给订户的总的带宽配额700由RG 510分配给订户设备520、 530、M0、550。STB 540、550被分配了足够的带宽710、720，除了顾及其他各种服务外，还顾及观看标准分辨率(SD)广播视频节目。如果订户试图访问需要比该订户设备可用的带宽更多带宽的服务，则系统可能负担过重。例如，当两个STB 540、550都下载HD视频节目时， 两个STB 540、550可能将动态可用的带宽730用于它们的额外带宽需求。但是，如果每个 STB 540、550需要比可用带宽更多的带宽740，则系统由于冲突的带宽需求750而负担过重。图北图示了将缺省带宽规则用于图2所示系统的带宽分配的非限制性简化示例。 在这种实施例中，对于RG 510而言可用的带宽700在订户设备520、530、M0、550之间划分。STB 540、550被分配了足够的带宽760，除了顾及下载HD节目之外，还顾及观看广播视频节目。在STB540、550并非正在下载HD节目时，额外带宽770未充分使用。图3c图示了将缺省带宽规则用于图2所示系统的带宽分配的非限制性简化示例。 在这种实施例中，对于RG 510而言可用的带宽700在订户设备520、530、M0、550之间划分。STB 540、550被分配了足够的或最小的带宽780、790，除了顾及其他节目之外，还顾及对SD广播视频节目的访问，但未被分配足以下载HD视频节目的带宽。但是，当订户试图从 STB 540下载HD节目时，由于从其他设备530、550借用了附加带宽795，所以系统并未负担过重。尽管这样可能限制(甚至挂起)其他设备530、550的功能，但是订户能够在不使网络负担过重的情况下执行所需的HD节目下载800。另外，由于不同的订户服务530、M0、550 能够在必要时借用附加带宽，所以不需要向两个STB 540、550都分配对于HD节目而言足够的带宽，从而减小了所分配的带宽如图北中那样未充分使用的可能性。图4图示了本发明所用逻辑的流程图的实施例。在这种实施例中，在方框605，RG
7510在通电或其他初始化的时候根据缺省和关键规则向订户设备分配带宽资源。RG 510根据可用带宽、缺省和关键规则，在订户设备520、530、M0、550与接入网100之间提供通信路径。在方框610，在有来自订户的请求时，在方框615由RG 510向订户作出该请求所用的设备520、530、M0、550发送UI形式的信息。在方框620，订户从该UI选择需要额外带宽的服务，并从多个服务中选择可被减小带宽的一个或多个服务。在一种实施例中，UI可以只显示能够重新分配的已分配带宽，而不显示被设定为关键带宽规则的一部分的那些带宽。在另一种实施例中，UI可以显示包含与关键带宽规则相关联的已分配带宽在内的全部已分配带宽，但不允许订户更改与关键带宽规则相关联的任何已分配带宽。根据本发明的实施例，在对订户指定的带宽进行重新分配之前，在方框625，该带宽管理系统将该重新分配请求与上级(parental)规则相协调，以确保该请求符合上级规则的限制。如果该重新分配请求超出了由上级规则设定的限制，则带宽管理系统可以向订户通知这种受限情况，并等待方框615中对于与上级规则相符的另一重新分配的请求。在根据本发明的一种替换实施例中，带宽管理系统在向订户通知了上级规则受限情况之后， 取消该重新分配请求并等待方框610中新的订户请求。由上级规则对带宽重新分配所施加的受限情况的非限制性示例可以包括(但不限于)在一天或一周中，不能对一个或多个订户服务的重新分配进行重新分配的时间；或者对于允许一个或多个订户服务在任何指定时间使用多少带宽的限定。注意，尽管这种实施例使用了上级规则，但是这些规则对于实施本发明而言并非必要。另外，如果使用上级规则，则这些规则可以保留成由订户规定。在此情况下，未规定的上级规则可以被带宽管理系统看作表示下述情况对于要如何重新分配除了关键带宽规则中的带宽之外的带宽没有限制。在一种实施例中，如果该重新分配满足由上级规则所规定的限制，则带宽管理系统在方框635可以按照订户请求来重新分配带宽。 另外在方框635，在重新分配时，带宽管理系统还可以启动定时器。如果在预定时间段内，所重新分配的带宽未被订户请求中表明的服务所利用，则在方框630中该带宽被基于缺省和关键带宽而重新分配。在根据本发明的一种实施例中，该时间段可以通过多种方法来指定， 这些方法包括但不限于订户输入(作为初始化处理或正在进行的处理的一部分)，来自服务提供商200的输入，或由RG 510的内部逻辑所生成的输入。根据本发明的这些实施例，如果在到期之前，所重新分配的带宽被该请求中表明的订户服务所使用，则带宽管理系统在方框650中对带宽进行管理，使得该订户服务被分配了该带宽，直到该服务完成为止。在该订户服务已完成时，在方框630，带宽管理系统可以基于缺省和关键带宽规则将带宽重新分配给LAN中的所有服务。尽管已经结合优选实施例和具体示例对这些方法和系统进行了说明，但是不应认为其范围局限于所阐述的具体实施例，因为本申请中的实施例在任何方面都应认为是示例性而不是限制性的。除了另有明确表述之处外，不应认为本申请中所阐述的任何方法要被解释成要求以特定的顺序执行其各个步骤。因此，在一项方法权利要求没有明确叙述其步骤所要遵循的顺序、或者权利要求书或说明书中没有以其他方式专门叙述这些步骤要被限制为具体顺序的情况下，在任何方面都不应认为暗示了顺序。对于任何可能因为不清楚而进行的解释也适用上述原则，包括下述方面的问题关于步骤布置或操作流程的逻辑性；由语法组织或标点符号所得到的字面含义；说明书记载的实施例的数目或类型。
本领域技术人员可以理解，在不脱离本范围或精神的情况下可以进行各种变更和修改。考虑本申请中所公开的具体内容和实际情况，本领域技术人员会想到其他实施形式。 这些具体内容和示例应当认为仅仅是示例，而真正的范围和精神由所附权利要求来表述。
权利要求
1.一种用于在订户同意的情况下对DSL网络上的订户带宽进行动态管理的方法，包括确定由服务提供商向所述订户提供的带宽； 确定针对多个订户设备的带宽需求缺省规则； 接收来自所述订户的订户带宽管理规则；以及根据所述订户带宽管理规则和针对所述多个订户设备的带宽需求缺省规则，将所提供的带宽分配给所述多个订户设备中的每一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定针对所述多个订户设备的带宽需求缺省规则的步骤包括确定多个设备的带宽需求，所述多个设备包括机顶盒、调制解调器、个人计算机和IP通信设备。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，接收来自所述订户的订户带宽管理规则的步骤包括由所述订户请求非关键活动服务的列表，所述列表包含所述非关键活动服务的当前带宽利用情况以及是否可被抢占；由所述订户选择具有要被抢占的带宽的那些服务，以及用于分配所抢占的带宽的服务；以及如果所选择的被抢占的服务不符合上级规则的指导，则拒绝所述订户带宽管理规则。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述订户带宽管理规则来将所提供的带宽分配给所述多个订户设备中的每一个的步骤包括抢占所述带宽需求缺省规则中并非关键服务的组成部分的一部分；以及禁止对由关键服务所利用的带宽进行抢占。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述关键服务包括紧急预警系统、911服务以及保持所述DSL网络的完整性所需的通信。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，抢占所述带宽需求规则中并非关键服务的组成部分的一部分的步骤包括关断被抢占的服务并释放相关联的带宽以由其他服务使用； 监视业务使用情况，以确保新释放的带宽正根据所述订户带宽管理规则而被使用； 如果在经过超时时段之后所述新释放的带宽不被使用，则根据所述带宽需求缺省规则来重新分配带宽；以及当根据所述订户带宽管理规则而使用带宽的订户服务已经完成了要求所抢占的带宽的服务时，根据所述带宽需求缺省规则来重新分配带宽。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述上级规则是对可能被抢占的订户服务进行的限制。
8.一种用于在DSL网络中分配带宽的系统，包括包括用户接口的带宽管理设备，其中，所述带宽管理设备能够与网络连接；以及多个订户设备，其能够与所述带宽管理设备连接， 其中，所述带宽管理设备确定由服务提供商通过所述网络向订户提供的带宽； 确定针对所述多个订户设备的带宽需求缺省规则；通过所述用户接口接收来自所述订户的订户带宽管理规则；并且根据订户带宽管理规则和针对所述多个订户设备的带宽需求缺省规则，将所提供的带宽分配给所述多个订户设备中的每一个。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述用户接口能够从所述带宽管理设备访问，并能够从所述多个订户设备访问。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述带宽管理设备确定由所述服务提供商通过所述网络向所述订户提供的带宽包括所述带宽管理设备接收来自所述服务提供商的带宽 fn息ο
11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述带宽管理设备确定针对所述多个订户设备的带宽需求缺省规则包括所述带宽管理设备根据带宽需求来向所述订户设备分配带宽， 所述带宽需求包含对具有要保证的最小带宽的关键服务进行定义的规则。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，关键服务包括紧急服务和保持所述DSL网络可工作所需的通信。
13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述带宽管理设备通过所述用户接口接收来自所述订户的订户带宽管理规则包括从所述带宽管理设备向所述用户接口发送与可用于重新分配的带宽有关的信息； 从所述用户接口接收订户服务的列表，所述列表包含要被抢占的带宽以及要被分配有所抢占的带宽的订户设备；和如果所述订户带宽管理规则违背了对带宽分配或关键设备的要保证的最小带宽进行限制的规则，则忽略这些订户带宽管理规则。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，对带宽分配进行限制的规则还包括基于由订户确定的因素的规则。
15.根据权利要求8所述的系统，其中，所述带宽管理设备根据所述订户带宽管理规则和针对所述多个订户设备的带宽需求缺省规则将所提供的带宽分配给所述多个订户设备中的每一个包括将来自具有要被抢占的带宽的订户服务的列表的带宽分配给要被分配有所抢占的带宽的订户设备；如果要被分配有所抢占的服务的订户服务在超时时段中不使用所抢占的带宽，则基于缺省规则和为关键服务保证的最小带宽规则将带宽分配给所述订户设备；以及当要被分配有所抢占的带宽的订户服务已经完成了需要所抢占的带宽的服务时，基于带宽管理缺省规则和为关键服务保证的最小带宽规则将带宽分配给所述订户设备。
16.一种用于在DSL网络中分配带宽的设备，包括 用户接口 ；DSL连接件；其中，所述设备能够连接到DSL网络； 多个订户设备连接件，其中，所述设备能够与所述多个订户设备相连；和处理器，其能够与所述用户接口、所述DSL连接件和所述多个订户设备连接件相连，其中，所述处理器被配置成确定由设备提供商通过所述DSL网络向订户提供的带宽； 确定针对所述多个订户设备连接件的带宽需求缺省规则；通过所述用户接口接收来自所述订户的订户带宽管理规则；和根据所述订户带宽管理规则和针对所述多个订户设备连接件的带宽需求缺省规则，将所提供的带宽分配给所述多个订户设备中的每一个。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述处理器被配置成确定由设备提供商通过所述DSL网络向所述订户提供的带宽，其包括所述处理器被进一步配置成根据订户的DSL 订阅而从所述设备提供商接收带宽信息。
18.根据权利要求16所述的设备，其中，所述处理器被配置成确定针对所述多个订户设备连接件的带宽需求缺省规则，其包括所述处理器被进一步配置成包含针对具有要保证的最小带宽的关键设备的带宽需求。
19.根据权利要求18所述的设备，其中，关键设备包括紧急服务和保持所述DSL网络可操作所需的通信。
20.根据权利要求16所述的设备，其中，所述处理器被配置成通过所述用户接口接收来自所述订户的订户带宽管理规则，其包括所述处理器被进一步配置成向所述用户接口发送与可用于重新分配的带宽有关的信息；从所述用户接口接收订户服务的列表，所述列表包含要被抢占的带宽以及要被分配有所抢占的带宽的订户设备；和如果所述订户带宽管理规则违背了对带宽分配或关键设备的要保证的最小带宽进行限制的规则，则忽略这些订户带宽管理规则。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，对带宽分配进行限制的规则是订户定义的。
22.根据权利要求16所述的设备，其中，所述处理器被配置成根据所述订户带宽管理规则和所述带宽需求缺省规则将所提供的带宽分配给所述多个订户设备中的每一个，其包括所述处理器被进一步配置成将来自具有要被抢占的带宽的订户服务的列表的带宽分配给所述订户指定接收所抢占的带宽的服务；如果要被分配有所抢占的服务的订户服务在超时时段中不使用所抢占的带宽，则基于带宽需求缺省规则将带宽分配给所述多个订户设备；以及当要被分配有所抢占的带宽的订户服务已经完成了需要所抢占的带宽的服务时，基于带宽需求缺省规则将带宽分配给所述多个订户设备。
23.根据权利要求16所述的设备，其中，所述用户接口能够从所述带宽管理设备访问， 并能够从所述多个订户设备访问。
全文摘要
本发明描述了用于将带宽分配给能够与DSL订阅网络相连接的多个订户设备的系统和方法。根据本发明的一种实施例包括带宽管理系统，其能够将服务网络连接到附接到LAN的多个订户设备。在根据由服务提供商提供的信息和多个订户设备所确定的需求而将带宽分配给多个订户设备后，带宽管理系统可以根据订户的指令从不关键的订户设备借用带宽以满足其他订户服务的更大带宽需求。在需要更大带宽的订户服务完成时，带宽管理系统能够根据由服务提供商提供的信息和多个订户设备所确定的需求来重新分配带宽。
文档编号H04L12/28GK102388575SQ200980104488
公开日2012年3月21日 申请日期2009年2月4日 优先权日2008年2月8日
发明者蒂莫西·鲁尔, 雷纳德·基利克 申请人:思科技术公司